波浪作用下船舶系缆力的计算方法
海浪波长以及波浪力计算
Option Explicit Dim L1 As Single, L2 As Single, t As Single, d!, k!, kd!, thkd!, H!, D1! Dim CD As Single, CM As Single, l As Single, Ko As Single Dim Fhdmax As Single, Fhlmax As Single, Mhdmax As Single, Mhlmax!, Fhmax!, Mhmax! Dim θ As Si ngle Const Pi = 3.141592653 Const G = 9.8 Const γ = 1025 Private Sub Command1_Click() Dim r As Integer Do While True L1 = V al(InputBox("请输入波长L1：", "求解设计波长：", "100")) t = V al(InputBox("请输入设计波周期T：", "请输入", "6")) d = V al(InputBox("请输入设计水深d：", "请输入", "20")) If L1 <= 0 Then r = MsgBox("请输入一个正数！", 5, "输入错误") If r = 2 Then End End If Else Exit Do End If Loop k = 2 * Pi / L1 kd = k * d thkd = (Exp(kd) - Exp(-kd)) / (Exp(kd) + Exp(-kd)) L2 = G * (t ^ 2) * thkd / (2 * Pi) Do Until Abs(L2 - L1) < 0.001 L1 = L2 k = 2 * Pi / L1 kd = k * d thkd = (Exp(kd) - Exp(-kd)) / (Exp(kd) + Exp(-kd)) L2 = G * (t ^ 2) * thkd / (2 * Pi) Loop Print "设计波长是："; L2 Print "波数："; Format$(k, "0.0000") End Sub Private Sub Command2_Click() End End Sub Private Sub Command3_Click() H = V al(InputBox("请输入设计波高H：", "请输入", "3")) D1 = V al(InputBox("请输入桩柱直径D1：", "请输入", "2")) l = V al(InputBox("请输入桩柱间距l：", "请输入", "15"))
船舶靠泊系解缆安全操作规程
船舶靠泊系解缆安全操作规程 1、作业前穿好防静电服、救生衣、防砸鞋，戴好防护手套、安全帽。 2、在船舶靠泊前10分钟内到达作业现场。 3、操作班长应站在输油臂接料管口处指挥船舶停靠位置。 4、在船舶驶入港池前，在预定泊位上按规定放置好信号标志。 5、夜间船舶靠、离作业时，码头应提供足够的照明。 6、多人作业时，当班操作班长负责指挥，其他人严格服从指令。 7、接船方抛缆时，应闪避在适当位置，密切注视抛缆动向，抛缆头落地之前，不准用手去接。 8、拉缆时与船方配合好，按船方指令套挂系缆柱，注意防止并及时克服缆绳与码头附属物品相挂扯。多根缆绳套挂同一系船柱的，不准出现压缆现象。 9、拉、套挂缆绳作业时，严禁进入以下死角：（1）、弯曲缆绳、引缆、索具的内侧；（2）、缆绳一端受绞拉、牵引或涨落潮水流冲击时的扫向；（3）、缆绳的受力方向；（4）、正在滑动、溜动的缆绳旁；（5）、撇缆、引缆投掷的方向。 10、系缆作业时严禁：用脚踩踏正在滑动、溜动的缆绳；背水作业、倒拉作业、腹缆作业、肩缆作业。船方绞缆时，作业人员要闪避到安全地带。系缆作业完毕后，须待船方认可，作业人员方可撤离。 11、认真检查缆绳系挂情况，如有压缆现象，须及早通知船方，遵从船方指令解决压缆问题。
12、解缆时，应与船方搞好协同配合，待缆绳放松触水后，方可解缆。解脱最后一根缆时，不准抓持缆绳可能与系船柱接触的部位。 13、船方收缆时要密切注意缆绳是否挂扯码头附属物品。 14、全部缆绳解脱后，须经当班操作班长确认后，作业人员方可离去。 15、当风力超过六级或浪涌过大时，靠岸的船舶影响到码头的设备、设施和人员的安全时，通知货运主管要求船舶离港。
波浪力的计算
波浪力的计算需要两方面理论的支持：波浪运动理论及波浪荷载计算理论。前者研究波浪的运动，后者在已知波浪运动的前提下计算波浪对水中物体的作用。几种常用的波浪普： 1.P-M 谱 Pierson 和Moskowitz适用于无限风速发在的波浪普。国际船模水池会议（ITTC）推荐采用这一形式的波，故也称为ITTC波谱。 JONSWAP（Joint north sea wave project）.是一种频谱。 3.应力范围的长期分布模型：1.离散型模型，2.分段连续型模型，3.连续模型。 1. 离散模型:用Hs作为波高，Tz为波浪周期，定义一个余弦波。然后用规则波理论计算作用在结构上的波浪力。并用准静定的方法计算结构呢I的应力。缺陷：没有将波浪作为一个随机过程来处理。每一海况的应力范围只有一个确的数值。因此又称为确定性模型。 2.分段连续型模型 每一短期海况中，交变应力过程是一个均值为0的平稳正态过程。综合所有海况中应力范围的短期分布，并得出各个海况出现的疲劳，就得到应力范围的长期分布，它的形式是分段连续的。 应力范围的两种短期分布模型：1.Rayleigh分布和Rice分布。 在某一海况中交变应力均值为。应力峰值服从Rayleigh分布。通过计算得出应力范围也服从Rayleigh分布。 3.在船舶及海洋工程结构疲劳可靠性分析中，希望应力范围的长期分布能用一个连续的分布函数来描述。这就是应力范围长期分布的连续模型.最常用的就是Weibull分布。 4.有义波高：（significant wave height）所有波浪中波高最大的三分之一波浪的平均高度。用Hs表示。 5.Stokes五阶波给出了波陡的量度（H/L）H/L越大，波就越陡。当波高与波长的比值大到一定程度时，波会破碎。 6.波速=波长与频率的乘积 C=λ/T或者C=λf,其中f是频率。或者T=2π/ω 7.圆频率 1.圆频率即2π秒内振动的次数，又叫角频率，和角速度的ω没有任何关系。角频率与频率f的关系是ω0=2πf；周期T=2π/ω0. 角速度应用的举例：单摆摆动，钟摆所走过部分圆时，钟摆在单位时间内“扫”过的角度，此时角速度为非恒定量。角速度并非振动与三角函数关联后所讲到的角频率。 2单位 圆频率虽然名字中有“频率”二字但其单位并不是“Hz”而是“rad/s”。
船舶绞缆机
由于船舶吃水的变化和潮汐的涨落，各根缆绳的受力很难均匀，稳定，因此在系泊状态绞缆机放自动状态。 液压自动绞缆机的工作原理，液压马达的输出扭矩是由马达的每转排量和工作压力所决定，故对定量马达而言，只要能自动控制液压马达的工作压力就能控制液压马达的扭矩，即可自动调整系缆的张力。 系泊时，绞缆机放在自动状态（此时泵是运转的），随着缆绳的收紧，张力增大，工作油压P升高，收缆进度随系统内部泄漏量增大而略有降低，当工作压力接近溢油阀2的调定压力Pn时，溢油阀2开启，此时收揽速度迅速降低；当达到调定压力Pn时，缆绳张力达到额定张力F A，此时工作油大部分回流至油箱，只有少量油进入液压马达，维持恒定的压力，马达停转，缆绳速度为0。 当缆绳张力增至F B时，达到F A和传动机构摩擦力之和；张力在F A和F B之间时，缆绳止住不动，工作油压不变。当缆绳张力超过F B时，则马达反转松出缆绳，马达排油从阀2进口随大部分工作油一起溢流回油箱；若此时缆绳张力进一步增大，则工作油压进一步升高，溢油阀开度溢油量加大，松缆速度加快。同时，经过阀2的溢油被马达吸回，其余溢油经背压阀5流回油箱，背压阀5保证马达吸口有一定的压力，不至吸压过低。 自动绞缆时缆绳的最大张力F B不应高于缆绳强度的允许值，而张力F A应满足系缆作业的需要。调低或调高溢流阀2的调定压力，则缆绳张力F A和F B相应的减小或加大。 有的船舶绞缆机泵控系统中设大小两台液压泵，在系泊工况两泵同时供油，在停泊工况只有小泵供油，以减少功耗（例如新南通）。我们8500的不同，只有主泵，采用恒功率变量泵，当主泵在达到所要求的工作压力是就能改一小流量工作。所以停泊自动缆状态，只需要一台油泵工作。
船舶系解缆作业操作规程
船舶系解缆作业操作规程 1、正常操作程序： 3.1岗位操作人员在作业前须穿好防静电服、救生衣、工作鞋，戴好防护手套、安全帽。 3.2操作人员在船舶靠离泊系解缆前30分钟内到达作业现场，通过调度员与引航员、消拖船以及船舶方协调进行工作安排，并保持通讯畅通，以及时沟通靠离泊系解缆前的相关工作。 3.3系缆作业： 3.3.1现场作业管理人员应站在输油臂或软管装卸物料接口处指挥船舶停靠到相应作业位置，并负责现场指挥，其他操作人员应严格服从指令；夜间船舶靠泊系缆作业时，码头应保证有足够的照明。 3.3.2两条船舶并靠时，所靠泊船舶必须在码头允许靠泊能力范围内并应保证船舶之间的最低安全距离要求，同时应根据潮汐等因素，按顺序靠泊。 3.3.4在码头有并靠作业需求且需要在同一个系缆装置上系缆时，管理人员要先预算船舶离泊的前后顺序，应避免因缆绳的交叉压缆而妨碍先离泊船舶的解缆操作。 3.3.5船舶靠泊系缆作业时，操作人员不少于4人，应在预定装卸作业泊位上按规定放置好信号标志。 3.3.6系缆前，要密切注视船舶方抛掷引缆绳的方向，操作人员应闪避在适当位置，待引缆绳绳头落地之后，方可进行引缆操作，通常先系前后倒缆，后系头尾缆。 3.3.7拉缆时需与船舶方协调配合好，按船方要求将缆绳套挂在适宜的系缆装置上，防止缆绳与码头附属物相拖拉而损坏码头辅助设施；多根缆绳套挂同一系缆装置的，不准出现压缆现象。 3.3.8缆绳套挂完成后，通知船舶方开始绞缆，操作人员要闪避到缆绳拉伸绷紧摆动幅度范围外的安全区域，并密切关注缆绳的拉伸绷紧移动方向。 3.3.9船舶系缆作业，最多允许一次性带2根缆绳；低平潮、急落潮、钢缆、吸水性重缆一次只允许带1根缆绳。 3.3.10单根缆绳系缆作业完毕后，操作人员应与船舶方共同确认认可后，然后按照上述程序进行下一根缆绳的系缆操作。 3.3.11船舶缆绳的系缆数量应根据船舶的吨位和天气状况由船舶方确定，遇恶劣天气操作人员应及时通知船舶方增加缆绳。 3.4解缆作业： 3.4.1船舶离泊解缆作业时，操作人员不少于3人，现场作业管理人员负责现场协调指挥，夜间船舶离泊解缆作业时，码头应提供足够的照明。 3.4.2解缆时，应与船舶方或引航员协同配合，先由船舶方放松缆绳，待缆绳完全松出落水后，方可解缆，原则上先解头尾缆，后解前后倒缆。
水上打桩波浪力计算
大丰港波浪力计算 一、工程概况： （一）工程规模、结构形式及主要尺寸 1、工程规模：本工程为两个5000吨级泊位，散货、多用途泊位各一个。 2、引桥全长390米，宽15米，采用高桩梁板结构，桩径800mm，排架间距15米，引桥共142根桩，桩长均为35米。码头全长269米，宽35米，排架间距7米，高桩梁板结构。 3、桩型介绍：桩基采用PHCΦ800C型高强砼管桩，全称为先张法预应力离心高强砼管桩（Prestressed Spum High Strenth Concrete Pipe Piles），PHC为其英文单词的缩写。砼设计标号为C80。 （二）、工程地理位置： 大丰港位于江苏省大丰市境内，处于江苏沿海从连云港至长江口近千公里港口空白带的中部。 （三）工程区域自然情况： 港址海岸由潮滩淤长和人工围垦形成，岸滩宽5KM左右，码头区域处于无掩护地带。大丰港规划区潮位及波浪观测，在历史上几乎是空白，提供有关气象资料显示：港区夏季风影响显著，夏季多为东南风，频率占57%，冬季受寒潮影响，以西北风为主，频率可达53%，全年出现≥5级风的天数，平均为20天；≥6级风的平均天数为8.5天，影响本地区的台风平均次数为每年0.6次，多出现在7—9月份，龙卷风平均为三年发生一次。 施工地点设计波浪要素（设计高水位）5年一遇波浪H1%4.4m,2年一遇波浪H1%3.9m。 潮流流速达1.8m/s，流向方向角171度。本海域为强流海区，主流向与岸线大致平行，似呈南北向往复流，涨潮流向偏南，落潮流向偏北。 设计高水位为+5.07m,设计低水位为+0.46m。
（四）于1997 年12月，某公司承担在工程拟建位置打一组试桩，试桩为四根600×600mm的砼方桩，桩长47m，砼标号R50。桩打完后用16#槽钢连成了整体。20几天后四根桩全部倒入水中。 所以，我部在打桩之前先进行桩的抵抗波浪力计算。 二、计算波浪力 1、已知：五年一遇波高：H=4.4m ;设计高潮位: 5.07m ; 周期: T=8.5s; 桩位处泥面标高: -5.0m; 水深:d=5.07+5.0=10.07m; 海水容重:ρ=1.006×103 kg/m3; g=10m/s2 ⑴波长①L0=gT2/2π=10×8.52/2π=114.99m (深水波) ②Ls=T=8.5×=85.3m (浅水波) 由于d=10.07
船舶靠泊系解缆作业安全操作规程
船舶靠泊系解缆作业安全操作规程 一、主题内容和适用范围 本规程确定了系解缆作业人员（以下简称作业人员）安全操作要求；适用于船舶靠、离岸时的系解缆作业过程。 二、作业前的准备 1.船舶靠泊前，作业人员应清楚船舶靠泊位置，船舶长度及靠泊要求等。 2.作业人员应穿戴好防护用品，带齐作业工具（如白天带靠泊旗、夜间带靠泊指示灯等）提前到达指定泊位。 3.根据靠泊要求和高度安排，及时清除靠泊区域障碍物，将旗或灯放在靠泊中心位置，做好靠泊准备。 三、系解缆作业 1.撇缆，作业人员要时刻注意船首、船尾撇缆情况及缆绳的走向，并及时通知泊位周围人员闪开，作业人员向船上撇引缆绳时，站立位置离码头边沿不得少于2米的距离。 2.拉缆，船方撇引缆绳未达到有效位置时，作业人员不得在泊位边沿跑动扑捉引缆绳，拉缆时应相互照应，按船方要求系在系缆桩上，不准压缆。 3.解缆，船方将缆绳松开后，方可上前解缆。 4.在带缆和解缆过程中，作业人员要注意缆绳的拉紧程度，应避开缆绳的用力方向，防止缆绳突然断裂弹绷伤人。
四、系缆人员应熟练掌握套缆、压缆、解缆绳扣的有关知识和技术要求。作业中，发生人身伤害、断缆、船舶碰撞码头等事故时，应立即向有关部门汇报，并采取相应的措施。 五、超限船舶带解缆 1、对三超船舶靠泊，经营部须提前48小时以上向生产部提供船货预报，临时预报如涉及原定计划变更，须报请分管领导批示。 2、调度室及时与船方、代理联系,取得船舶相关资料（如船位动态、船长、吃水、船头到驾驶台长度、舱口、船吊情况、货物分舱、拖轮数量和马力等），明确靠泊时间，确定信号旗（灯）摆放位置，首尾缆所系桩号等下达船舶靠离泊计划，负责设置信号旗（灯）和指挥实施船舶靠离泊作业。 3、门机司机负责码头机械设备移让，收好门机吊臂，收回外伸物体，避免碰撞，保障机械设备处于安全位置。 4、技术部负责排除机械设备故障，保障其处于正常状态。 5、外包单位劳务队负责码头系解缆作业。 6、安保部负责船舶靠离泊作业各项安全措施和落实情况进行检查督促。 7、工程技术部负责港口水域测量，保障符合设计水深。
船舶操纵运动波浪力计算
船舶操纵运动波浪力计算 2.1 不规则波入射力计算模型 依据概率统计理论，不规则波的波面可以看作是由一系列具有不同的频率、波数、波幅、传播方向以及随机分布初相位角的规则波叠加而成。在实际应用中寻求海浪的统计特性，通常采用“波能谱”的概念来描述海浪。 海浪形成的过程是风把能量传递给水的过程。这一过程大致可分为两个阶段，第一阶段为波浪生长阶段，当风最初作用于海面上时，海面开始出现较小的波，随着时间的增长，风不断地把能量传递给水，波浪越来越大，显然这一阶段海浪是比较复杂，其统计特性随时间不断变化，这一阶段的海浪描述描述相当复杂。但是，当波浪渐趋稳定时，波的能量达到一定值，其统计特征基本上不随时间变化，为了这一阶段海浪的数学描述，应用波谱密度函数，从大量观察分析结果表明海浪以及船舶在波浪中的运动等均属于狭带谱的正态随机过程，因此基于以下假设： 1．波浪为弱平稳的、各态历经的、均值为零的正态(高斯)随机过程。 2．波谱的密度函数为窄带。 3．波峰(最大值)为统计上独立的。 由波的方向性谱密度，不规则波的波面可用下列随机积分表示来描述： ??- ∞ +-+=220 ),(2)],()sin cos (cos[),,(π π?θωθωθωεωθηθξηξ?d d S t k t （2-1） 其中，),(θω?S 为波谱密度函数，表示了不规则波浪中各种频率波的能量在总能量中所占的份量。 仅考虑波沿主浪向运动的情况，并将式（2-1）转化为随船坐标系下表示为： ?∞ +--=0 )(2)]()sin cos (cos[),,(ωωωεωμμ??d S t y x k t y x e （2-2） 为了方便计算，将波能谱密度函数进行离散，用求和形式代替上式的积分如下： ∑=+--?=n i i ei i i t y x k S t y x 1 ])sin cos (cos[)(2),,(εωμμωω?? （2-3） 其中，相位角i ε可视为均匀分布在（0，2π）区间内的随机变量。 由于不规则波可看作是多个规则谐波分量叠加的结果，因而航行于不规则波浪中的船舶所受到的主干扰力仍然依据傅汝德-克雷洛夫（Froude-Krylov ）假设。 类比规则波主干扰力的推导过程，深水中不规则波浪对船体的主干扰力（力矩）仍然是对压力差沿船体表面进行的积分，同样将船体简化成箱体，经推广可得不规则波对船体的主干扰力和力矩的数学模型表达如下：
切削力计算经验公式
切削力计算的经验公式 通过试验的方法，测出各种影响因素变化时的切削力数据，加以处理得到的反映各因素与切削力关系的表达式，称为切削力计算的经验公式。在实际中使用切削力的经验公式 有两种：一是指数公式，二是单位切削力。 1 ．指数公式 主切削力(2-4) 背向力(2-5) 进给力(2-6) 式中F c————主切削力（ N）； F p————背向力（ N）； F f————进给力（ N）； C fc、 C fp、 C ff————系数，可查表 2-1； x 、y fc、n fc、x fp、y fp、n fp、x ff、y ff、n ff ------ 指数，可查表 2-1。 fc
K Fc、 K Fp、 K Ff ---- 修正系数，可查表 2-5，表 2-6。 2 ．单位切削力 单位切削力是指单位切削面积上的主切削力，用 kc表示，见表 2-2。 kc=Fc/A d=Fc/(a p·f)=F c/(b d·h d) (2-7) 式中A D -------切削面积（ mm 2）； a p ------- 背吃刀量（ mm）； f - ------- 进给量（ mm/r）； h -------- 切削厚度（ mm ）； d b -------- 切削宽度（ mm）。 d 已知单位切削力 k c ,求主切削力 F c F c=k c·a p·f=k c·h d·b d (2-8)
式 2-8中的 k c是指 f= 0.3mm/r 时的单位切削力，当实际进给量 f大于或小于 0.3mm /r时，需乘以修正系数 K fkc，见表 2-3。
表 2-3 进给量?对单位切削力或单位切削功率的修正系数 K fkc， K fps 切削力的来源、切削分力 金属切削时，切削层及其加工表面上产生弹性和塑性变形；同时工件与刀具之间的相对运动存在着摩擦力。如图 2-15所示，作用在刀具上的力有两部分组成： 1. 作用在前、后刀面上的变形抗力 F nγ和 F nα ; 2. 作用在前、后刀面上的摩擦力F fγ和 F fα。
船舶系、解缆作业安全操作规程正式样本
文件编号：TP-AR-L2346 There Are Certain Management Mechanisms And Methods In The Management Of Organizations, And The Provisions Are Binding On The Personnel Within The Jurisdiction, Which Should Be Observed By Each Party. （示范文本） 编制：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 船舶系、解缆作业安全 操作规程正式样本
船舶系、解缆作业安全操作规程正 式样本 使用注意：该操作规程资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的管理机制和管理原则、管理方法以及管理机构设置的规范，条款对管辖范围内人员具有约束力需各自遵守。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1、作业前穿好防静电服、救生衣、防砸鞋，戴 好防护手套、安全帽。 2、在船舶靠泊前10分钟内到达作业现场。 3、操作班长应站在输油臂接料管口处指挥船舶 停靠位置。 4、在船舶驶入港池前，在预定泊位上按规定放 置好信号标志。 5、夜间船舶靠、离作业时，码头应提供足够的 照明。 6、多人作业时，当班操作班长负责指挥，其他
人严格服从指令。 7、接船方抛缆时，应闪避在适当位置，密切注视抛缆动向，抛缆头落地之前，不准用手去接。 8、拉缆时与船方配合好，按船方指令套挂系缆柱，注意防止并及时克服缆绳与码头附属物品相挂扯。多根缆绳套挂同一系船柱的，不准出现压缆现象。 9、拉、套挂缆绳作业时，严禁进入以下死角：（1）、弯曲缆绳、引缆、索具的内侧；（2）、缆绳一端受绞拉、牵引或涨落潮水流冲击时的扫向；（3）、缆绳的受力方向；（4）、正在滑动、溜动的缆绳旁；（5）、撇缆、引缆投掷的方向。 10、系缆作业时严禁：用脚踩踏正在滑动、溜动的缆绳；背水作业、倒拉作业、腹缆作业、肩缆作业。船方绞缆时，作业人员要闪避到安全地带。系
波浪荷载计算汇总
整理后： 波浪荷载的计算理论 波浪是发生在海洋表面的一种波动现象，其波动性质因受浅水区域海底地形影响和水深的变浅，发生波浪破碎现象，成为影响海岸侵蚀和变形以及海岸带污染物迁移与扩散的最主要的水动力环境之一。破浪破碎与冲击现象对海上工程设施的安全也十分重要。由于波浪破碎及冲击作用的机理极其复杂，至今仍然是海岸工程领域没有解决的困难课题之一。因此，开展近海波浪破碎与冲击过程数值模型的研究，就有着重要的理论意义和工程意义。 波浪荷载,也称波浪力，是波浪对港口码头和海洋平台等结构所产生的作用。目前按绕射理论进行分析。波浪对结构物的作用由四部分组成：水流粘性所引起的摩阻力（与水质点速度平方成正比）；不恒定水流的惯性或结构物在水流中作变速运动所产生的附加质量力（与波浪中水质点加速度成正比）；结构物的存在对入射波浪流动场的辐射作用所产生的压力和结构物运动对入射波浪流动场的辐射作用所引起的压力。包括上述全部作用影响的波浪力理论称为绕射理论。在目前实际工作中，常用只考虑了结构受到波浪摩阻力和质量力影响的半经验半理论的莫里森（Mrison）方程分析波浪力。波浪荷载是由波浪水质点与结构间的相对运动所引起的。波浪是一随机性运动，很难在数学上精确描述。当结构构件（部件）的直径小于波长的20％时，波浪荷载的计算通常用半经验半理论的美国莫里森方程；大于波长的20％时，应考虑结构对入射波场的影响,考虑入射波的绕射,计算时用绕射理论求解。影响波浪荷载大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、结构尺寸和形状、群桩的相互干扰和遮蔽作用以及海生物附着等。 波浪荷载常用特征波法和谱分析法确定。对一些特殊形状或特别重要的海洋
船舶在波浪中
船舶在波浪中 的运动 学号：M93520070 姓名：赖建中
?简介 ?操纵数学模式 ?运动数学模式 纵移（Surge）、横移（Sway）、上升下潜（Heave）、横摇（Roll）、纵摇（Pitch）、偏摇（Yaw）
? 船舶在海上行进时的反应是一个非常复杂的非线性现象，因为不只有波浪作用力，同时船本身也有一个前进的动力存在。 ? 规则波 单方向不规则波 多方向不规则波 操纵数学模式 ? 使用日本MMG( Mathematical Modeling Group)流力模式。 ? 船舶、螺桨、舵单独性能为基础再加上三者的扰动效应。 ? 只考虑船舶纵移(surge)、横移(sway)、平摆(yaw)、横摇(roll)。 坐标系 ? 空间固定坐标 ? 船体固定坐标 ? 船体固定坐标与水面平行。 ? 地球公转与自转效应忽略。 →→
运动方程式 ? 如果将 定在船体重心 上 ? 不考虑起伏(heave)、纵摇(pitch) ? 角速度 ? 重心速度相对于空间固定坐标的转换 ? 重心速度相对于水的速度转换成相对于地球的速度。 船舶-流体力与力矩，附加质量和黏滞度影响 ? 流体力系数可视为只与船舶之瞬间运动状态有关，此即所谓的准定态(quasi-steady)处理方式。 ? 考虑横摇运动 O G ()()() H eave X m u w p vr Sur ge Y m v ur w p Sw ay Z m w vp uq ??? ?? ?? =+-=+-=+- ()()() R ol l Pi t ch Yaw x z y y x z z y x K I p qr I I M I q r p I I N I r pq I I ??? ?? ?? =+-=+-=+- () pr op ps I I n Q Engi ne += () () X m u vr Y m v ur ?? ??? =-=+ p q r φ θ???????? ??? 00cos si n si n cos X u v Y u v ???? ?????=-=+
船舶荷载计算
船舶荷载计算 6.5.1 永久作用 码头结构自重力计算时，钢筋混凝土：3/25m KN =γ，混凝土： 3/24m KN =γ 6.5.2 可变作用 量值随时间的变化与平均值相比不可忽略的作用。包括堆货、起重和运输机械荷载、汽车、铁路、缆车、人群、船舶、风、浪、水流、施工荷载、可变作用引起的土压力。毕业设计主要考虑以下几项： 1. 堆货均布荷载 堆货荷载：前方承台30KPa 后方承台 40KPa 2. 流动机械荷载 门坐式起重机：型号M-10-30最大起重量10t 最大外伸距30m 轨距10.5m 轮数：4×4 水平运输：牵引车，叉车 3.船舶作用荷载 根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)，作用在固定式系船柱、靠船构件上的船舶荷载可包括如下内容： (1)由风和水流产生的系缆力； (2)由风和水流产生的挤靠力； (3)船舶靠岸时产生的撞击力； 船舶系缆力 风荷载计算-受风面积计算 根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)货船的受风面积按下列公式计算： 半载或压载 DW A xw log 727.0283.0log += DW A yw log 628.0019.0log += 式中： xw A ,yw A ——分别为相应装载情况下船体水面以上横向和纵向的受风面积(m2) DW ——船舶载重量(t)，DW=3000t 那么,半载或压载： A xw =645.65m 2
A yw =159.58m 2 风压力计算 根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)，作用在船舶上的计算风压力的垂直于码头前沿的横向分力和平行于码头前沿的纵向分力按下列公式计算： 212y w 5-212xw -5100.49106.73ξξξξy yw x xw V A F V A F ?=?= 式中： xw F ，yw F ——分别为作用在船舶上的计算风压力的横向和纵向分力(kN) xw A ,yw A ——分别为船体水面以上横向和纵向的受风面积(m 2) x V ，y V ——分别为设计风速的横向和纵向分量(m/s)， 21ξξ分别为风压不均匀折减系数和风压高度变化修正系数。其分别取值为0.9和1.0 根据风况资料，最大风速取14.7m/s ，此为最不利状态。那么最大风荷载: F xw =92.417KN ,F yw =22.842KN 水流力计算 流向角小于15° 水流力横向分力的计算 根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)附录 E.0.2，水流对船舶作用产生的水流力船首横向分力和船尾横向分力可按下式计算： B V C F xsc xsc ' =22ρ B V C F xmc xmc ' =22ρ 式中： xsc F 、xmc F ——分别为水流对船首横向分力和船尾横向分力(kN) xsc C 、xmc C ——分别为水流力船首横向分力系数和船尾横向分力系数，根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)附录表F.0.6-1，取Cxsc=0.17、Cxmc=0 ρ——水的密度(t/m 3), 3=1/t m ρ V ——水流速度(m/s),取V=1m/s B '——船舶吃水线以下的横向投影面积(m 2) 根据《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)附录F.0.1-3，该码头为钢材主要货种，船舶吃水线以下的横向投影面积B '可按下式计算：
基于波浪谱分析的重大件货物在船受力计算
基于波浪谱分析的重大件货物在船受力计算 王彪，王扬 大连海事大学航海学院，大连（116026） E-mail ：wangbiao820109@https://www.360docs.net/doc/9317165069.html, 摘 要：本文立足于我国海上重大件运输的实际，提出了一整套采用了海况长期预测技术和谱分析技术，预测重大件货物在既定航次的环境中所受外力的方法，与IMO 的CSS 规则中推荐的方法及中国船级社的拖航指南中的方法相比，更贴近运输实际且易于为从事工程设计人员理解，适合于海上重大件货物运输的现实要求。 关键词：重大件，外力，海况预测，谱分析 1. 引言 由于海上货物运输中因绑扎不牢引起的事故不断增多，IMO 制定货物积载与系固规则（CSS 规则），推荐用来计算货件在船所受外力；中国船级社也制定了拖航指南供驳船装载货件时计算货件所受外力。但在海上运输重大件货物过程中，货物重量及尺寸导致货件受力较大，若不能较精确的预测每个航次货件所受外力，则货件很可能由于受力估计不足而导致绑扎系固不牢，从而在遇到较恶劣的海况时，招致货损。本文着力于引入海况长期预测技术，利用船舶耐波性理论中较成熟的谱分析方法，较真实地考虑进航行过程中波浪运动对货件受力的影响，预测货件在既定航次环境中所受外力。货件所受外力可简化为惯性力、风作用力和波溅力，此三力的总和即为货件所受外力，其在三个方向上的受力如下面三式。本文即从这三方面入手，结合已有的较成熟的方法提出作者设计的实用计算方法，供海上重大件运输从业者参考使用。 x eix wx s F F F F =++ y eiy wy F F F =+ z eiz F F = 由于后文中，对货件绑扎不利的力的计算皆采用了趋于安全的值（对于横摇和纵摇时的风力和波溅力的减小，予以忽略），因此利用后文方法计算得出的各力相加所得代数和值作为设计外力来设计绑扎方案，是趋于安全的。 2. 惯性力 2.1 确定途经海区的最恶劣海况 对于重大件运输，需要较准确的计入海况的影响。目前世界上较有影响的海浪数据库有GWS （Global Wave Statistics ）、IMDSS （Integrated Marine Decision Support System ）和ClioSat （climatological atlas ），而这三个数据库中GWS 相对于其他两种数据库，对海浪的预报值偏大，即偏于安全，因此本文对海浪的长期预报采用GWS 中的波浪数据。1 GWS 中的波浪数据的来源为由不列颠海事技术有限公司于1986年出版的《全球波浪统计数据》一书（若有条件，也可在互联网上付费订购最新的波浪数据，网址：https://www.360docs.net/doc/9317165069.html, ）。 此书包含了全球海洋波浪的统计数据，意于为那些需知道遇到特定区域的（将波高、波浪周期和波浪方向作为整体考虑）波浪的概率的人提供一个参考指南。此书提供了104个海
波浪爬高计算公式及附表
附录C 波浪计算 C.1 波浪要素确定 C.1.1 计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定，应符合下列规定： 1 风速应采用水面以上10m 高度处的自记10min平均风速。 2 风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。 3 当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时，风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离；当水域周界不规则、水域中有岛屿时，或在河道的转弯、汊道处，风区长度可采用等效风区长度Fe，Fe可按下式计算确定： 式中ri——在主风向两侧各45°范围内，每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度（m）； αi——射线ri与主风向上射线r0之间的夹角（度），αi＝i×Δα。计算时可取Δα＝7.5°（i＝0，±1，±2，…，±6），初步计算也可取Δα＝15°（i＝0，±1，±2，±3），（图C.1.1）。 图C.1.1 等效风区长度计算 4 当风区长度F小于或等于100km 时，可不计入风时的影响。 5 水深可按风区内水域平均深度确定。当风区内水域的水深变化较小时，水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2 风浪要素可按下列公式计算确定： 式中——平均波高（m）； ——平均波周期（s）； V——计算风速（m/s）； F——风区长度（m）； d——水域的平均水深（m）； g——重力加速度（9.81m/s2）； tmin——风浪达到稳定状态的最小风时（s）。 C.1.3 不规则波的不同累积频率波高Hp与平均图C.1.1 等效风区长度计算波高之比值Hp/可按表C.1.3-1确定。 表C.1.3.1 不同累积频率波高换算 不规则波的波周期可采用平均波周期表示，按平均波周期计算的波长L 可按下式计算，也可直接按表C.1.3-2确定。
船舶系、解缆作业安全操作规程
船舶系、解缆作业安全操作规程 1、作业前穿好防静电服、救生衣、防砸鞋，戴好防护手套、安全帽。 2、在船舶靠泊前10分钟内到达作业现场。 3、操作班长应站在输油臂接料管口处指挥船舶停靠位置。 4、在船舶驶入港池前，在预定泊位上按规定放置好信号标志。 5、夜间船舶靠、离作业时，码头应提供足够的照明。 6、多人作业时，当班操作班长负责指挥，其他人严格服从指令。 7、接船方抛缆时，应闪避在适当位置，密切注视抛缆动向，抛缆头落地之前，不准用手去接。 8、拉缆时与船方配合好，按船方指令套挂系缆柱，注意防止并及时克服缆绳与码头附属物品相挂扯。多根缆绳套挂同一系船柱的，不准出现压缆现象。 9、拉、套挂缆绳作业时，严禁进入以下死角：（1）、弯曲缆绳、引缆、索具的内侧；（2）、缆绳一端受绞拉、牵引或涨落潮水流冲击时的扫向；（3）、缆绳的受力方向；（4）、正在滑动、溜动的缆绳旁；（5）、撇缆、引缆投掷的方向。 10、系缆作业时严禁：用脚踩踏正在滑动、溜动的缆绳；背水作业、倒拉作业、腹缆作业、肩缆作业。船方绞缆时，作业人员要闪避到安全地带。系缆作业完毕后，须待船方认可，作业人员方可撤离。 11、认真检查缆绳系挂情况，如有压缆现象，须及早通知船方，
遵从船方指令解决压缆问题。 12、解缆时，应与船方搞好协同配合，待缆绳放松触水后，方可解缆。解脱最后一根缆时，不准抓持缆绳可能与系船柱接触的部位。 13、船方收缆时要密切注意缆绳是否挂扯码头附属物品。 14、全部缆绳解脱后，须经当班操作班长确认后，作业人员方可离去。 15、当风力超过六级或浪涌过大时，靠岸的船舶影响到码头的设备、设施和人员的安全时，通知调度要求船舶离港。
由Morison方程计算桩基平台的波浪力
由Morison方程计算桩基平台的波浪力 实例：有一桩基平台，平台的支撑结构由四根直径D=6.0m的圆柱组成。平台设计工作水深d=40m，设计波高H=10m，设计周期T=10.4s。试确定每根桩柱最大水平波浪力和作用点的位置，以及四根桩柱的最大水平合波力和最大水平合波力矩。 基本数据： 设计水深d=40m 海水密度ρ=1.025×103kg/m3 设计波高H=10.0m 桩柱直径D=6.0m 设计波周期T=10.4s 桩柱之间距l=30.0m 有波长计算公式： L=（gT2/2π）thkd=155.8115m 波数k=2π/L=0.0403 相对水深d/L=0.2567 波陡H/L=0.0642 相对桩径D/L=0.0385 (小直径桩) 质量系数C M＝2.0 拖拽力系数C D=1.0 桩柱相对间距l/D=5 选用群桩系数K=1.0 计算： 选用Ariy波理论，利用Ｍatlab编写进行计算。 （1）得到单根桩柱的最大水平拖拽力F HDmax,最大水平惯性力F HImax, 最大水平拖拽力矩M HDmax, 最大水平惯性力矩M HImax,见表1. 表1 单桩水平方向最大拖拽力、惯性力及力矩 （2）单桩最大水平波浪力F Hmax及最大水平波浪力矩M Hmax的计算。 因为F HImax =2622.8 kN >2F HDmax=2×673.05kN=1346.10 kN,所以单桩柱的最大水平波浪力 F Hmax= F HImax=2622.8 kN 因为M HImax =61438 kN﹒m >2M HDmax=2×21197 kN.m =42394 kN﹒m,所以单桩柱的最大水平波浪力 M Hmax= M HImax=61438 kN﹒m 因此，单桩柱发生最大水平波浪力F Hmax=和最大水平波浪力矩M Hmax的相位角在θ=π/2处。 最大水平波浪力作用点距海底的距离：e= M Hmax/ F Hmax=23.425m （3）计算不同相位θ时，前桩柱的水平波浪力F H和水平波力矩M H分别为： F H= F HDmax cosθ|cosθ|+ F HImax sinθ =673.05 cosθ|cosθ|+2622.8sinθ M H= M HDmax cosθ|cosθ|+ M HImax sinθ =21197 cosθ|cosθ|+61438 sinθ 计算结果列于表2.
各轮船舶系缆和锚泊讨论总1
各轮船舶系缆和锚泊讨论总结 3月10日，安技部安监室把“艾丁湖”轮 2月11日在日本NIIGATA港系泊时断缆事件和“洞庭湖”轮 2月25日于韩国德山港候泊锚地起锚丢锚事件通报公司各轮，要求各轮在系泊管理和操作、锚泊管理和操作及航行风险管理方面进行讨论，目的是吸取经验教训，提高安全管理和安全操作的意识，识别操作环节中的风险和隐患，采取措施加以防范，进一步做好风险管理和控制，切实达到提高安全管理水平。 年初公司“五会”上李副总在安全工作报告中指出，锚泊事故、丢锚和锚机损坏事故在大远公司每年都有发生。抛锚、锚泊值班、起锚、应急状态处置成为船队隐患、险情、事件、事故发生最多的安全管理要素。近两、三年里，由于公司不少船长、大副都面临所操控的船舶吨位越干越大，港口、锚地、码头大多为初次抵离，而船岸均未能及时有效地针对新情况就锚泊操作的风险防范措施进行管理变更，导致因锚泊操作不当引发的险情、隐患、事件、事故频繁发生，锚绞设备损坏多起，存在引发大事故和影响防抗台工作的风险。 2009年公司已将系泊、锚泊和货物/压载操作定为高风险操作。按照“五会”精神和李副总的指示，将系泊操作的管理工作纳入了安监室的工作职责。系泊、锚泊和货物/压载操作与船舶航行安全同等重要。不论系泊还是锚泊，不充分的管理或错误的操作，都将能导致人身伤害、环境污染、搁浅和与他船擦碰等各类事故或事件。为了杜绝事故减少此类事件发生，船岸共同展开锚泊和系泊管理及操作专题讨论，进行风险评估和风险控制。 下面是各轮讨论、落实情况： “艾丁湖”轮 在系泊作业和锚泊作业方面进行讨论，绞缆时，不要太快，避免缆绳瞬间受力，尤其是前后倒缆，初始定位时，船上多数只带好首尾各一根倒缆，再加上风流作用，缆绳受力较大。此时应尽快将另一根倒缆带上，同时绞紧使两根缆绳受力一样，以便定住船舶位置；尽量用车配合定位，避免用缆绳来调整位置；和引水员要保持良好的沟通，这样可以使拖轮起到最大的作用。对缆绳的检查保养是一个非常重要的环节，如果管理不到位，会带来非常大的安全隐患。前不久，本轮在日本NIIGATA港系泊过程中发生的断缆问题对我们是个警醒，并从中认真汲取教训，加强对系泊、锚泊等设备的管理。 锚泊作业，根据公司HSE管理体系《船舶手册》中第四章4.10锚泊作业要求，组织驾驶员和水手一起认真学习，锚设备的限制；抛锚前的准备工作；推荐的抛锚方法；恶劣天气需采取的措施；锚泊中值班驾驶员职责及交班注意事项；锚泊中值班水手职责及交班注意事项；锚泊安全值守导则。逐条学习，讨论。做好抛锚作业的风险评估，了解和掌握锚地的相关信息；控制好船速，最好要迎风顶流；进入锚地前，首先观察其他抛锚船的船首向，调整船舶进入锚地的角度，尽量和其他锚泊船的船首向保持一致；备锚时，根据锚地水深，送出适当的长度，一般锚距海底保持有5 -6米即可；水深较深的锚地，可根据公司HSE管理体系《船舶手册》第四章锚泊作业要求中推荐的抛锚方法、锚机抛锚法进行操作。 “百花源”轮 1、锚泊，正确选择锚地，要充分考虑底质抓力，流向、流速，水深，锚泊船的密度；根据当时的情况和环境要充分考虑，风浪大、潮差的影响坐底的可能；长江航行临时锚泊时，间距较小，转流掉头时易走锚，应备锚、备车，值航行班；进江航行全程备锚；要考虑流急、水深时的抛锚方法，避免断链丢锚；抛锚、起锚、备锚，要检查锚设备，特别要检查连接卸扣，刹车。
对船体波浪力计算书
3.2.1 风、水流和波浪对浮体产生的作用力 风、水流和波浪对浮体产生的作用力参照前苏联《波浪、冰凌和船舶对水工建筑物的荷载与作用》计算。 （1）风对浮体作用的横向分力和纵向分力 见3.2.1.1。 （2）水流对浮体作用的横向分力和纵向分力 水流对浮体作用的横向分力和纵向分力按以下公式计算： 2 0.59x x x F A v = 2 0.59y y y F A v = 式中：F x 、F y —趸船计算水流力的横向分力和纵向分力(kN)； A x 、A y —浮趸水下横向和纵向阻水面积(m 2)； v x 、v y —设计水流流速的横向和纵向分量(m/s)。 浮趸水面以下的阻水面积计算： A x =45×0.6=27m 2； A y =7×0.6=4.2m 2 作用在趸船上的水流力： 20.5927 1.5538.27kN x F =??= 20.59 4.2 1.55 5.95kN y F =??= （3）波浪对浮体的作用力 波浪对浮体的横向分力和纵向分力按以下公式计算： 1x x Q ghA χτρ= y y Q ghA χρ=
式中：Qx 、Qy —趸船计算波浪力的横向分力和纵向分力(kN)； χ—系数，按图3-1取用，图中ds 为浮趸吃水，ds=0.6m ； τ1—系数，按表1-3.6取用，表中αl 为浮体水下部分纵向轮廓的最大水平尺寸（m ），取αl=45m ； h —取H5%波高，h=1.3m ； Ax 、Ay —浮趸水下横向和纵向阻水面积(m 2)。 图3-1 系数χ值的曲线图 表1-3.1 系数τ1 /0.6/20 0.03s d λ==，根据图 3-1， 取χ=0.85。 /48.6/20 2.25l αλ==，根据表1-3.6，取τ1=0.48。 χ